一种防腐剂尼泊金十二酯的合成工艺制造技术

本发明专利技术提供一种防腐剂尼泊金十二酯的合成工艺，以对羟基苯甲酸和正十二醇为原料，采用分子筛膜反应器，将反应和膜分离过程耦合的膜反应器不仅可减少反应原料的用量，而且可降低设备的投资和生产能耗，尼泊金十二酯的产率可达95.3%以上。

Synthesis of a Preservative Nipagin Dodecyl Ester

The invention provides a synthetic process of the preservative Nipagin dodecyl ester, which takes p-hydroxybenzoic acid and n-dodecanol as raw materials and adopts molecular sieve membrane reactor to couple the reaction and membrane separation process. The membrane reactor can not only reduce the amount of reaction raw materials, but also reduce the investment of equipment and production energy consumption. The yield of Nipagin Dodecyl ester can reach more than 95.3%.

【技术实现步骤摘要】
一种防腐剂尼泊金十二酯的合成工艺
本专利技术涉及防腐剂合成
，具体涉及一种防腐剂尼泊金十二酯的合成工艺。
技术介绍
食品防腐剂（foodpreservative）可以提高食品的质量和营养价值，改善食品的色、香、味形，延长食物的保存时间，优化加工艺等，这些所有在食品中添加的天然物质或者化学合成物质，一般都耐光、热氧化等作用。食品添加剂主要包括：食用的香料、营养增强剂、胶基果糖中的基础物质、食品工业助剂等。通常认为，任何一种食品防腐剂应用于食品中，能有效地杀灭和抑制所微生物的同时，且对食物的安全性有一定的危害。近来，我国食品添加剂行业发展态势很好，而且取得了一些进展和成就。在我国的经济政策和体制改革推动下，人们的积极性提高，使得许多弱小的行业逐渐发展起来，这引起了广大人民的关注。所以食品防腐剂所必须具有的条件为：本身无毒、稳定性高、没有刺激的气味和怪味、在肠道内具有抑菌作用，且在低浓度下抑菌作用强、使用方便、价格合理。尼泊金酯本身具有抑制细菌繁殖、防止发酵、杀菌的作用，而且据报道，与山梨酸、苯甲酸相比较，尼泊金酯具有较强的抗菌性能。尼泊金酯作为防腐剂相比山梨酸、苯甲酸具有有显著的优势。尼泊金酯（NipaginEster）是对羟基苯甲酸酯（para-hydroxybenzoate,或缩写为paraben）(分子式p-HOC6H4CO2R)的商品名，是一种化学防腐剂，其是通过化学方法合成的。尼泊金酯的合成通常采用的方法为：以对羟基苯甲酸和相应的醇为原料，以石油醚、苯、甲苯等为共沸带水剂，在一定催化剂作用下、一定条件下回流发生酯化反应，再经后处理、提纯等方法精制得到产品。例如，Dymicky等以对羟基苯甲酸和相应的醇为原料，以浓盐酸催化反应，然后过量的醇用减压蒸馏的方法除去，最后用正己烷作重结晶溶剂，得到尼泊金酯纯品。Lioyd等用浓硫酸催化对羟基苯甲酸和己醇或辛醇发生酯化反应，以苯作为共沸剂使得其发生酯化反应，再用水蒸汽馏的方法除去反应物中过量的醇和苯，最后用石油醚作重结晶溶剂得到尼泊金酯纯品。然而使用浓硫酸、浓盐酸催化剂己经暴露出许多不足，与产物分离困难、对水和热稳定性差、腐蚀设备、污染环境且再生困难等缺点。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种防腐剂尼泊金十二酯的合成工艺，采用分子筛膜反应器，所述分子筛膜反应器即在置换反应器的酯化反应液当中直接置入管状分子筛膜，分子筛膜管一端密闭，另一端连接真空装置，真空泵维持系统真空度为50Pa；反应产生的水经分子筛膜以渗透蒸汽的方式在负压推动下进入冷阱，通过三通阀每隔一小时切换，并通过冷凝器冷凝收集；酯化反应的操作步骤如下：按一定比例称取一定量的对羟基苯甲酸、十二醇、杂多酸催化剂加入到分子筛膜反应器中进行酯化反应，反应结束后对反应混合液乳液进行抽滤，减压蒸除溶剂，得粗品，将粗品重结晶后得尼泊金十二酯。将反应和膜分离过程耦合的膜反应器不仅可提高产品收率，而且可降低设备的投资和生产能耗。分子筛孔径在0.3～1nm范围，将分子筛膜应用到可逆缩合有机反应中，可脱除副产物小分子（如酯化反应中脱除水），提高反应转化率，不需要额外加入带水剂。在膜反应中，由于水被膜组件连续脱除，反应持续向正方向移动，因此在酯化反应几乎完全转化。在膜反应中不必大幅提高醇的加入量，也可以实现高的转化率，节约反应原料和分离成本。本专利技术对羟基苯甲酸与十二醇的摩尔比为1:1；所述杂多酸为磷钨酸、磷钼酸、硅钨酸、硅钼酸中的一种或几种，用量为0～1wt％，优选0.2～1wt％；反应温度和时间分别为60～100℃和2～20小时，膜面积与反应液体积比为0.3～0.6cm2/cm3。所述粗品重结晶所用的溶剂为无水甲醇。所述的分子筛膜的制备步骤如下：(1)配置合成液，配比如下：（0.8～1.2）Al2O3:（1.2～1.5）P2O5:（1.1～1.4）TEA:（100～300）H2O:（0.01～0.03）MnO2；(2)将载体放在聚四氟乙烯制成的支架上，然后放入内衬聚四氟乙烯的晶化釜中，最后倒入一定量配制好的合成液后密封，将晶化釜放入达到预定温度的烘箱内加热晶化；当使用微波加热晶化时，将微波晶化釜放入微波仪器内，设定加热功率为80～100W，加热时间2～4h，加热温度180～200℃；达到预设的晶化时间后，冷却至室温，取出制备好的分子筛膜，用去离子水冲洗干净，然后放入40℃烘箱干燥48小时。所述步骤（1）中合成液得配置步骤如下：将异丙醇铝缓慢添加到去离子水中，持续搅拌4h至水解，缓慢滴加磷酸，搅拌1h，继续缓慢滴加模板剂，老化12h。所述步骤（2）中分子筛膜采用的载体为自制的多孔γ-Al2O3片，其厚度为1～3mm、直径为15～25mm、平均孔径约为0.1～0.35μm、孔隙率约为40～50%，载体经1000号砂纸打磨光滑，超声清洗去除残留的粉末后置于60～80℃烘箱内干燥12h。由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的尼泊金十二酯的制备方法，以对羟基苯甲酸和正十二醇为原料本专利技术采用分子筛膜反应器，将反应和膜分离过程耦合的膜反应器不仅可提高产品收率，而且可降低设备的投资和生产能耗，尼泊金十二酯的产率可达95.3%以上；同时采用杂多酸作为催化剂，能够克服酯化过程中浓硫酸作为酯化催化剂时，原料易碳化、氧化、脱水、腐蚀设备和有大量废酸产生等缺点，符合人们对绿色化学的要求，是一种绿色、经济、高效、环保的合成尼泊金十二酯的方法。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。【实施例1】分子筛膜制备：所述的分子筛膜的制备步骤如下：(1)将异丙醇铝缓慢添加到去离子水中，持续搅拌4h至水解，缓慢滴加磷酸，搅拌1h，继续缓慢滴加模板剂，老化12h，通过调整各组分比例得到如下摩尔配比的合成液：1Al2O3:1.2P2O5:1.5TEA:100H2O:0.01MnO2；(2)所用载体为自制的多孔γ-Al2O3片，其厚度为1mm、直径为15mm、平均孔径约为0.1μm、孔隙率约为40%，载体经1000号砂纸打磨光滑，超声清洗去除残留的粉末后置于80℃烘箱内干燥12h。将处理过后的载体放在聚四氟乙烯制成的支架上，然后放入内衬聚四氟乙烯的晶化釜中，最后倒入一定量配制好的合成液后密封，将晶化釜放入达到预定温度的烘箱内加热晶化；当使用微波加热晶化时，将微波晶化釜放入微波仪器内，设定加热功率为100W，加热时间4h，加热温度1200℃；达到预设的晶化时间后，冷却至室温，取出制备好的分子筛膜，用去离子水冲洗干净，然后放入40℃烘箱干燥48小时。酯化反应：称取13.8g对羟基苯甲酸、18.6g十二醇和0.32g磷钨酸为催化剂加入到分子筛膜反应器中，在70℃下酯化反应4小时，控制分子筛膜的膜面积与反应液体积比为0.45cm2/cm3进行酯化反应，反应结束后对反应混合液趁热进行抽滤得粗品，将粗品用甲醇重结晶后得到产品纯度≥99.5wt%、色度＜5的尼泊金十二酯产品29.6g，m.p.：36～38℃，产率为96本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防腐剂尼泊金十二酯的合成工艺，其特征在于：采用分子筛膜反应器，所述分子筛膜反应器即在置换反应器的酯化反应液当中直接置入管状分子筛膜，分子筛膜管一端密闭，另一端连接真空装置，真空泵维持系统真空度为50Pa；所述酯化反应的操作步骤如下：按一定比例称取一定量的对羟基苯甲酸、十二醇、杂多酸催化剂加入到分子筛膜反应器中进行酯化反应，反应结束后对反应混合液进行抽滤得粗品，将粗品重结晶后得尼泊金十二酯。

【技术特征摘要】
1.一种防腐剂尼泊金十二酯的合成工艺，其特征在于：采用分子筛膜反应器，所述分子筛膜反应器即在置换反应器的酯化反应液当中直接置入管状分子筛膜，分子筛膜管一端密闭，另一端连接真空装置，真空泵维持系统真空度为50Pa；所述酯化反应的操作步骤如下：按一定比例称取一定量的对羟基苯甲酸、十二醇、杂多酸催化剂加入到分子筛膜反应器中进行酯化反应，反应结束后对反应混合液进行抽滤得粗品，将粗品重结晶后得尼泊金十二酯。2.根据权利要求1所述的防腐剂尼泊金十二酯的合成工艺，其特征在于：所述对羟基苯甲酸与十二醇的摩尔比为1:1。3.根据权利要求1所述的防腐剂尼泊金十二酯的合成工艺，其特征在于：所述杂多酸为磷钨酸、磷钼酸、硅钨酸、硅钼酸中的一种或几种，用量为0～1wt％。4.根据权利要求1所述的防腐剂尼泊金十二酯的合成工艺，其特征在于：所述酯化反应温度和时间分别为60～100℃和2～20小时。5.根据权利要求1所述的防腐剂尼泊金十二酯的合成工艺，其特征在于：所述分子筛膜的膜面积与酯化反应液体积比为0.3～0.6cm2/cm3。6.根据权利要求1所述的防腐剂尼泊金十二酯的合成工艺，其特征在于：所述的分子筛膜的制备步骤如下：(1)配置合成液，配比如下：（0.8～...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄衡，
申请(专利权)人：温州瑞思生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33